闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究（1）：闸门开启过 …

灌区水闸的闸下普遍存在着冲刷现象,以往对闸下的冲刷的研究,无论采用原型观测或模型试验的方法,通常是在恒定流的水力条件下进行研究的。消能防冲设计时采用的颈项在多数也是由恒定流而得出的。实际上在闸门开启过程中,过闸水流为非恒定流,闸门开启的时段内闸下产生的冲坑深度,占一次放水过程产生冲坑深度的一半。     

闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究（2）：灌区水闸启 …

利用物理模型对闸门开启过程中水流进行研究,证明了闸门开启过程中和全开之后一段时间内非恒定流的存在。以圣维南方程为基础建立数学模型,利用物理模型实验数据验证,并分析了主要影响因素。从而得到适用于模拟闸门开启过程中渐变非恒定流的数学模型,为寻找水闸消能防冲设计参数提供依据。该模型经过辽阳灯塔灌区实测数据的验证,是正确合理的。     

闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究(2)--灌区水闸启门过程中非恒定流数值模拟

利用物理模型对闸门开启过程中水流进行研究,证明了闸门开启过程中和全开之后一段时间内非恒定流的存在.以圣维南方程为基础建立数学模型,利用物理模型实验数据验证,并分析了主要影响因素.从而得到适用于模拟闸门开启过程中渐变非恒定流的数学模型,为寻找水闸消能防冲设计参数提供依据.该模型经过辽阳灯塔灌区实测数据的验证,是正确合理的.     

水閘消能防冲设计中最不利的水位和流量组合的确定

本文建议用不恒定流的理论,代替传统的恒定流的理论,来进行闸门开启过程的水力要素的计算。此时,用不恒定流理论求出的某一瞬时的水深为ht,按恒定流理论求出的相应瞬时的水深为hδ,两者的比值为η=ht/hδ。当闸门全部开启的历时为20分钟时通过最大流量瞬时两种水深之比为η=0.493+1006.43×i。这样,流量Q设和水深ht=η·hδ的组合就是水闸消能防冲设计中的最不利组合。     

机翼型闸墩量水闸门水力性能试验研究

针对特设量水设施缺少调控功能和传统闸门测流精度低的问题,设计一种以机翼形量水槽作闸墩的新型量水闸门,根据测流原理分析确定试验观测参数,采用水力性能试验的方法,对不同流量Q、不同闸门开度e条件下量水闸门的过流流态变化及流量公式进行研究。结果表明:1)机翼型闸墩量水闸门各流态闸前水流平稳,上游水深和水翅最高点随流量增大而升高,随开度增加而降低;上游水面线的变化随流量增大而变小,随开度增加而变大。2)闸墩的流线体型使得堰孔流的判别阈值(闸门相对开度)发生改变,判别阈值随流量的增大而降低,而后趋于平稳,最低为0.75,高于平底坎平板闸门的判别阈值0.65。3)拟合得到新型量水闸门堰流及闸孔出流的流量公式,与实测流量对比,相对误差小于5%。本研究提出的机翼型闸墩量水闸门既实现测控一体的功能,又保证流量的精准测量,可为灌区量水设施应用及研发提供参考。     

天然河道分汊口闸段过流水流特性的试验研究

鉴于天然河道分汊口地形、水力条件复杂,流量分配不易控制,在实际工程中,拟建堰闸横向组合型拦河建筑物来调节侧汊流量。采用物理模型方法,在不同流量及闸门开度条件下,研究了新型拦河建筑物闸段过流对分汊河道水流特性的影响,利用经验公式对闸门流量系数进行了计算,并且与实测值进行比较。结果表明:闸段过流时侧汊分流比明显小于全断面过流,且闸门开度和来流流量均影响分流比大小。随闸门开度增大,侧汊分流比增大,且流量越小,增幅越大;当闸门开度相同时,流量越大,侧汊分流比越小。由于水力因素复杂性和拦河建筑物非对称性,拦河建筑物上游水位、流速分布不均,闸门开度相同,流量增大,上游水位最高点向闸段侧偏移;流量增大,闸门开度增大,上游流速峰值向闸段侧偏移;在总流量为3000m3·s-1附近,上游水位不随闸门开度变化。闸门开度一定时,流量越大,闸后消力池内Fr越大,消能效果越好。总流量为4600m3·s-1时,Fr在2.5～4.5之间,产生不稳定水跃;总流量为3000m3·s-1和1500m3·s-1时,Fr在1.0～1.7之间,产生波状水跃。利用三种现行公式计算的流量系数与实测值相比误差较大,现行公式对流量系数的影响因素考虑欠缺,本研究引入闸孔侧收缩系数ε对现行公式进行修正,该修正公式的计算值均在±10%误差范围内,结果较为精确。本试验结果不仅丰富了新型拦河建筑物附近的水流运动理论,也对河道整治、新型拦河建筑物设计等相关工程提供理论支撑。     

环翼式桥(闸)墩防冲刷实验研究

桥(闸)墩的局部冲刷是桥梁毁坏的主要原因之一,在桥(闸)墩上加环翼式挡板的能有效地防护局部冲刷。通过水工实验,量测墩(闸)周围冲坑深度和宽度。结果表明,加上环翼式挡板后可以有效减小冲坑深度。在水深20cm,冲坑深度最大能够减少60.7%,冲坑宽度最大能够减小64.7%。     

多孔水闸少数孔开启条件下主流扩散研究

针对多孔水闸少数孔开启时主流被压缩,跃后水深大于同种条件下的二元水跃而不利于海漫防冲的问题,本研究基于重力相似准则,建立了1∶100的水闸模型,并引入一种潜没式三角翼,在多种工况下对水闸泄水中主流受压缩的水跃情况进行了试验研究。结果表明:潜没式三角翼能够促进底部主流的扩散,降低跃后水深和下游水面波动率,减轻海漫的防冲压力。在此基础上,本研究对三角翼的分流角和最佳布置位置进行了初步研究,为工程应用提供了依据。     

弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑的研究

弯曲溢洪道受弯道折冲水流产生冲击波影响,在挑流消能条件下冲刷坑偏离轴线,威胁工程安全.采用弯道整治措施(隔流墙)改善不对称人流条件,通过模型试验研究了弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑在设置隔流墙前后的形态变化及破坏机理.试验结果表明:隔流墙的设置减小了冲刷坑深度≥20cm范围,并使冲刷坑大致呈对称分布,改善了不设置隔流墙时冲刷坑较深,且偏向较大的情况.     

水闸下游冲刷原因的分析

笔者经廿余年,对数十座已建水闸的冲刷现象进行了实地观察、并对管理运用进行了详细调查。同时翻阅了设计文件。通过实践和理论的研究分析。笔者认为;水闸普遍被冲坏的原因是设计和管理问题。本文将通过实例介绍及理论分析说明此问题。被冲坏的原因不是底流消能方式有问题,而是,根本没有产生底流消能的水力条件。本文根据设计中普遍存在的问题,提出了设计中常遇到的许多情况,应如何进行水闸消能设计。     

北溪水闸南港干砌海漫局部冲刷破坏成因分析与处理

福建省漳州市九龙江北溪水闸南港干砌海漫出现局部冲刷破坏,文章根据冲刷破坏现状,从河床演变、低潮水位变化趋势、地质条件、闸下消能防冲复核计算等方面分析了冲刷破坏成因,介绍了工程修复处理措施,可供参考。     

虞姬沟蓄水闸加固工程闸门形式比选

升卧式平面钢闸门既保留了直升门的闸墩短而薄、受力情况好等优点,又降低了排架高度,减少施工工程量。本文介绍了升卧式平面钢闸门在虞姬沟蓄水闸除险加固工程中的应用,通过现钢质平面升卧门与原水力自动翻倒砼门两种形式闸门的优缺点比较,与橡胶坝、翻板钢闸门等方案进行了详细深入的比选,阐述了采用平面升卧门的理由、运行现状及注意事项。     

渠道下游常水深运行非恒定流数值模拟研究

为了研究闸门调控下的梯形渠段非恒定流过渡过程,在下游常水深运行条件下,采用矩形网格特征线法,对渠段上游来水量变化和渠段上游闸门在不同线性调节方式下引起的非恒定流过渡过程进行了数值模拟,研究了渠段上游来水量变化时下游流量、上游水深变化过程,探讨了渠段上游闸门在不同线性调节方式下上、下游流量和上游水深的变化过程。结果表明,当上游来水量变化时,下游流量和上游水深经历一段时间都趋于稳定,且流量变幅越大,趋于稳定的时间也越长。闸门按线性函数式调节开度后,闸门过流流量、上游水深基本按线性规律变化,而后基本维持稳定不变。     

楔形闸门在辽宁省水利工程中的推广与应用

由于灌区配套工程年久失修,在老灌区改造施工中采用楔形闸门施工的新技术。该技术的应用使闸门同闸槽封闭严密,止水效果好,且闸门施工简单,运用方便,节约工程投资,改善水田面积,并可以广泛地应用于闸、斗、涵、倒虹吸等工程中,一般一座闸改善面积效益为10.08万元,经济效益显著,是一种很有推广价值的新型闸门。     

闸站枢纽闸下的底坎整流措施

闸站合建水利枢纽由于其独特的布置方式易引起闸站枢纽上下游水流流态的特殊化和复杂化。本研究采用数值模拟的方法,对某闸站合建水利枢纽水闸出水口水流进行模拟,探讨"一"字形底坎整流措施对改善出闸水流的影响,得出了合理的"一"字形底坎布置参数。     

金沙峡水电站枢纽泄洪消能设计

金沙峡水电站枢纽基础座落在砂卵砾石上 ,泄冲闸最大高度2 9 2m ,接近软基上建闸的极限高度。泄洪建筑物的消能防冲是本工程设计的关键 ,故消能建筑物的合理设计不但关系到工程的安全运行 ,而且具有重要的经济意义。本文结合枢纽处的水流条件、地形地质条件及泄洪导流的运行特点 ,阐述了该工程的泄洪消能设计方法和消能效果。     

节制闸开度对分水口流速分布的影响

研究节制闸在调节分水口水位和流量时,闸门开度对分水口附近流速和泥沙分布的影响.采用梯形渠道分水口水力特性试验和数值模拟相结合的方法,对不同闸门开度下闸前主渠道沿程水深的变化规律及闸门开度对分水口附近流速的影响进行研究.结果表明:1)主渠道水深模拟值和实测值的决定系数R2、纳什系数NSE和均方根误差RMSE分别为0.89...     

砼四面体在江卡渠首消能防冲中的运用

江卡渠首位于叶城县境内的提孜那甫河出山口处 ,是提孜那甫河上的第一级引水枢纽工程 ,于1 997年建成并投入运行。运行后从根本上改善了灌区的引水条件 ,减轻了灌区农民的防洪负担 ,保护和改善了灌区生态环境 ,产生了良好的社会效益和经济效益。但由于冲砂闸的单宽流量较大 ,在工程运行中消能不充分 ,使闸后消能设施遭受严重破坏 ,为使冲砂闸能正常运行 ,急需修复闸后消能设施 ,使之正常运行。以下详细介绍冲砂闸闸后消能设施的设计及修复后运行情况。1　冲砂闸改建前的模型实验情况及建成后的运行状况江卡渠首在进行设计时 ,曾做过水工模型…     

灌区野外手动闸门智能测控仪的设计与实现

灌区野外手动闸门智能测控仪是针对我国农业灌区野外闸门分布分散、不具备供电条件、计量和控制手段落后等现状展开研究而取得的研究成果。测控仪采用了国际最先进的弹片微型计算机技术、TM信息卡技术、智能算法技术、自动化控制技术进行了装置的研究设计。成功研制出的野外手动闸门测控仪全面解决了灌区闸门水量科学计量及智能监控的难题。     

水力自控翻转闸门过流特性

水力自控翻转闸门的过流特性是设计待解决的重要问题。本文通过大量模型试验研究,对这一问题在理论上作了论述与分析,建立了泄流有关计算公式及水力参数的经验关系。